黃 宏 張緒坤 李 俊 張雪龍馮健雄 袁林峰 何家林 周巾英*

(1 南昌航空大學(xué) 機(jī)械電子工程系 330063)(2 江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 330020)

低溫儲(chǔ)藏(low temperature storage)是c15℃及以下，局部最高糧溫不超過20℃的儲(chǔ)藏方式。研究發(fā)現(xiàn)糧堆中害蟲生長的環(huán)境溫度普遍比較高，在糧堆溫度低于15℃的情況下，大部分害蟲不能進(jìn)行正常的生命活動(dòng)；在5℃～10℃的糧堆溫度下，經(jīng)過一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)種類的害蟲存活數(shù)幾乎為零；針對糧堆內(nèi)部的微生物在15℃以下時(shí)，其生長繁殖受到了抑制，尤其是在10℃以下甚至陷入停滯[1]。目前國內(nèi)大多數(shù)糧倉氣密性比較差，使用藥劑和氣調(diào)儲(chǔ)糧費(fèi)用比較高。同時(shí)現(xiàn)階段人民對生活品質(zhì)的追求，對藥物殘留都有嚴(yán)格要求。低溫儲(chǔ)藏不需要進(jìn)行頻繁氣調(diào)、減少了化學(xué)藥劑使用，同時(shí)可以有效延緩糧食品質(zhì)劣變。

糧堆是由糧食顆粒堆積而成的多孔介質(zhì)。對糧堆進(jìn)行控溫控濕的過程實(shí)質(zhì)上是糧食顆粒與空氣之間進(jìn)行的熱濕耦合傳遞過程，也就是多孔介質(zhì)的傳熱傳質(zhì)過程。通過對糧堆對流換熱，從而達(dá)到降溫或者降濕目的。目前，針對儲(chǔ)糧的控溫技術(shù)國內(nèi)外均進(jìn)行了大量研究。隨著谷冷機(jī)、空調(diào)控溫、智能通風(fēng)技術(shù)等控溫技術(shù)的發(fā)展，對不同地域氣候的儲(chǔ)糧區(qū)域進(jìn)行針對性建設(shè)儲(chǔ)糧設(shè)施、采用相應(yīng)的控溫技術(shù)體系。本文通過綜述國內(nèi)外主流的控溫技術(shù)及保溫技術(shù)，分析了低溫儲(chǔ)藏技術(shù)未來發(fā)展方向。

1 低溫儲(chǔ)藏在儲(chǔ)糧中的應(yīng)用研究

1.1 自然低溫儲(chǔ)藏技術(shù)

自然低溫儲(chǔ)糧是利用天然冷氣資源(秋冬季節(jié)的低溫干冷空氣)通過開窗通風(fēng)、軸流風(fēng)機(jī)送風(fēng)等方式，讓外界的低溫干冷空氣與糧堆進(jìn)行熱交換，從而使糧堆溫度處于低溫狀態(tài)。同時(shí)通過糧面覆膜、鋪設(shè)保溫墻體等保冷措施，降低糧堆與外界熱交換速率，延緩糧堆溫度上升，繼而達(dá)到延長糧食儲(chǔ)存時(shí)間的目的。我國氣候環(huán)境多樣，自然低溫儲(chǔ)糧技術(shù)在華北、東北、西北等低溫天氣時(shí)間長的地區(qū)擁有廣泛前景[2]。長江中下游流域在冬季也有較長的低溫期，在冬季干燥的天氣時(shí)可以對糧倉進(jìn)行谷冷作業(yè)。周建新[3]通過研究發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行自然冷源作業(yè)之后，通過增加保冷隔熱措施及科學(xué)優(yōu)化儲(chǔ)糧工藝管理，糧堆最高月平均溫度能夠處于準(zhǔn)低溫狀態(tài)。試驗(yàn)同時(shí)發(fā)現(xiàn)自然低溫儲(chǔ)藏對糧堆病蟲害發(fā)生有一定抑制作用，有利于保持糧食品質(zhì)，減少糧食因病蟲害的損失。在春季環(huán)境溫度逐漸上升期間，對糧倉進(jìn)行保冷作業(yè)：如關(guān)閉通風(fēng)窗口，在糧面壓蓋保溫材料、通過屋頂噴涂高反射率保溫涂料、糧倉外壁鋪設(shè)隔熱材料、糧倉頂部改為雙層通風(fēng)屋頂?shù)?，降低外界熱傳?dǎo)對糧堆的影響；同時(shí)對糧倉進(jìn)行密封作業(yè)，如：糧面覆膜，對平房倉氣密性改造，減少糧堆內(nèi)部與外界氣流熱交換，提高保冷效果。

1.2 機(jī)械通風(fēng)控溫儲(chǔ)糧技術(shù)

針對外界環(huán)境溫度高于糧堆溫度，通過機(jī)械通風(fēng)或谷物冷卻機(jī)來降低糧溫、實(shí)現(xiàn)控溫儲(chǔ)藏。

1.2.1 垂直通風(fēng) 對糧堆進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，就必須對糧倉的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，同時(shí)針對不同需求如：降溫、降水、保水，采取不同通風(fēng)方式。針對不同糧情，利用糧堆通風(fēng)窗口理論對糧堆進(jìn)行通風(fēng)控制，保障儲(chǔ)糧安全與減少能耗[4]。通過對垂直通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，地上籠通風(fēng)能耗比地槽低，鋼板通風(fēng)籠比竹籠材質(zhì)能耗低；軸流風(fēng)機(jī)比混流風(fēng)機(jī)節(jié)能，而混流風(fēng)機(jī)比離心風(fēng)機(jī)節(jié)能，但是使用離心風(fēng)機(jī)壓入再用混流風(fēng)機(jī)吸出的組合方式進(jìn)行通風(fēng)較單純壓入或者吸出通風(fēng)的保水效果更好[5]。

隨著國家對儲(chǔ)糧安全提出了更高要求，國內(nèi)研究人員對不同糧倉通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步研究。目前國內(nèi)實(shí)倉試驗(yàn)的研究對象多集中在風(fēng)機(jī)和通風(fēng)方向，缺少對風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的研究。吳瓊[6]對糧倉通風(fēng)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究完善。在高大平房倉“圭”字形通風(fēng)地籠基礎(chǔ)上，合理安排內(nèi)環(huán)流管網(wǎng)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)糧堆溫濕度的均勻性；對筒倉則大部分采用地槽方便出料和清理，同時(shí)通過改進(jìn)已有的放射型與梳型風(fēng)道，對其支風(fēng)道進(jìn)行加密；還開發(fā)了“圭”字形、環(huán)形、“豐”形風(fēng)道，增大風(fēng)網(wǎng)出風(fēng)面積降低通風(fēng)阻力。吳瓊與鄭頌[7]通過研究淺圓倉的風(fēng)速、風(fēng)壓對風(fēng)道設(shè)計(jì)的影響，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知：相同風(fēng)機(jī)參數(shù)下，風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)越多通風(fēng)阻力越大，對比的幾種風(fēng)道中“圭”字形風(fēng)道較為合適。

綜上所述，在垂直通風(fēng)過程中，合理選用風(fēng)機(jī)類型及適當(dāng)?shù)耐L(fēng)方式，同時(shí)合理設(shè)計(jì)風(fēng)道可以有效提高通風(fēng)效率，節(jié)約能源，保持水分均勻。在風(fēng)道設(shè)計(jì)方面，依然可以進(jìn)行優(yōu)化升級，以改進(jìn)通風(fēng)熱濕傳遞效果。

1.2.2 徑向通風(fēng) 目前國內(nèi)主流倉型為高大平房倉、立筒倉、淺圓倉，裝糧高度越來越高，傳統(tǒng)垂直通風(fēng)模式越來越無法快速高效地將高溫糧堆溫度降至安全儲(chǔ)糧溫度，而且在垂直通風(fēng)過程中，糧堆內(nèi)部溫度與水分梯度仍然明顯。在耗能方面，垂直通風(fēng)由于存在通風(fēng)阻力，耗能加大，經(jīng)濟(jì)效益不佳。國內(nèi)外對糧堆通風(fēng)阻力進(jìn)行了研究，研究成果如表1。

表1 垂直/水平通風(fēng)單位阻力比

由表1可以看出，水平通風(fēng)阻力低于垂直通風(fēng)，尤其是在玉米儲(chǔ)藏過程中垂直通風(fēng)阻力為水平通風(fēng)的2.6倍。由通風(fēng)基本原理可以知道，在相同的傳熱傳質(zhì)速率情況下，徑向通風(fēng)風(fēng)速比縱向通風(fēng)低。平房倉雖然水平通風(fēng)時(shí)長較垂直通風(fēng)長一倍，但是通風(fēng)能耗相差不大，不用揭膜封膜、拆裝風(fēng)籠，同時(shí)可以采用小功率軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)，保水效果顯著提高[8]。由于筒倉糧堆高度遠(yuǎn)高于平房倉，垂直通風(fēng)路徑長，通風(fēng)阻力大，溫度下降速率慢，劉天壽[9]把筒倉垂直通風(fēng)改為徑向通風(fēng)，同時(shí)利用活塞控制風(fēng)道的關(guān)閉與隔離，達(dá)到減少通風(fēng)阻力和防止氣流短路的目的，但是通風(fēng)管路控制復(fù)雜。通過進(jìn)一步研究水平通風(fēng)與垂直通風(fēng)兩種風(fēng)網(wǎng)的通風(fēng)效果，發(fā)現(xiàn)水平通風(fēng)形式能夠減少通風(fēng)阻力、提高溫濕度均勻性。在筒倉水平通風(fēng)風(fēng)網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，未加設(shè)垂直支風(fēng)道風(fēng)網(wǎng)的氣流不能像平房倉那樣近乎水平，通風(fēng)路徑長，在保證氣流不短路的情況下，支風(fēng)道高度對筒倉水平通風(fēng)效果有明顯影響。李杰[10]針對不同高度的支風(fēng)道進(jìn)行研究，結(jié)果表明增加支風(fēng)道能夠加快氣流速度，但糧堆中心風(fēng)管頂部流速變化不明顯。杜傳致[11]通過對小麥橫向通風(fēng)與豎向通風(fēng)的溫濕度變化情況進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)橫向通風(fēng)的溫度不僅變化趨勢比豎向通風(fēng)快，而且變化幅度也比豎向通風(fēng)大。張修霖[12]對淺圓倉徑向通風(fēng)進(jìn)行了模擬研究，發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)增加支風(fēng)道高度，會(huì)降低糧堆通風(fēng)阻力和通風(fēng)均勻性；中心風(fēng)管的形狀也會(huì)影響糧堆內(nèi)部氣流的流動(dòng)，進(jìn)一步影響通風(fēng)效率和糧倉高溫區(qū)域的位置及規(guī)模。姜俊伊[13]利用兩個(gè)尺寸基本相同的平房倉分別進(jìn)行水平通風(fēng)和垂直通風(fēng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)橫向通風(fēng)均勻性更好，間隔為1 m的通風(fēng)截面上溫差約為0.25℃，而縱向通風(fēng)則為0.49℃，另外橫向通風(fēng)使用2臺(tái)3 kW的小功率軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)效果較使用3臺(tái)豎向通風(fēng)的對照倉好。楊泰[14]對淺圓倉三種不同形式的通風(fēng)管網(wǎng)進(jìn)行14 h的通風(fēng)效果試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在試驗(yàn)糧堆高度下：垂直通風(fēng)速率快，但通風(fēng)均勻性相差不大，聯(lián)合通風(fēng)形式的耗能更低。

綜上所述，利用水平通風(fēng)，同時(shí)合理設(shè)計(jì)通風(fēng)管路能夠提高通風(fēng)效率、在保證糧堆儲(chǔ)藏安全的情況下，能夠降低設(shè)備成本和能源消耗。雖然水平通風(fēng)技術(shù)研究取得了一定進(jìn)展，但是還有很多待研究的部分。水平通風(fēng)與其他通風(fēng)技術(shù)，如與谷冷機(jī)、空調(diào)降溫、環(huán)流、熏蒸等的結(jié)合應(yīng)用還有待研究。還要進(jìn)一步優(yōu)化通風(fēng)管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高通風(fēng)均勻性，消除通風(fēng)死角，提高通風(fēng)效率。

1.2.3 機(jī)械通風(fēng)數(shù)值模擬技術(shù) 由于進(jìn)行實(shí)倉試驗(yàn)需要耗費(fèi)大量人力物力，通過數(shù)值模擬技術(shù)可以驗(yàn)證通風(fēng)系統(tǒng)的合理性，節(jié)約試驗(yàn)成本。國內(nèi)外學(xué)者利用數(shù)值模擬技術(shù)對糧倉通風(fēng)進(jìn)行模擬。

Chang和Converse[15]等人利用兩個(gè)直徑6.6 m的筒倉進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)與自然儲(chǔ)藏糧食試驗(yàn)，建立了一種預(yù)測儲(chǔ)藏期間籽粒水分含量及其在籽粒內(nèi)部分布的模型，該模型和所確定的參數(shù)值可用于預(yù)測在機(jī)械通風(fēng)和無機(jī)械通風(fēng)儲(chǔ)藏小麥的水分含量和分布。Chen和Wang[16]等根據(jù)靜態(tài)儲(chǔ)存散糧的特點(diǎn)和虛擬連續(xù)介質(zhì)的假設(shè)，采用局部熱平衡方法，選取散糧中具有代表性的基本體積，建立了散糧傳熱傳質(zhì)模型，建立了小麥靜態(tài)儲(chǔ)藏過程的傳熱傳質(zhì)耦合模型。Abbouds和Chung[17]利用有限差分法建立了糧堆的熱濕傳遞數(shù)學(xué)模型，同時(shí)考慮了水分?jǐn)U散、熱對流、熱傳導(dǎo)、熱源的影響，特別是熱對流對模型精度影響很大。王遠(yuǎn)成團(tuán)隊(duì)[18-19]在研究糧食儲(chǔ)藏過程中的熱濕傳遞規(guī)律做了許多探索，利用數(shù)值模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對糧堆自然儲(chǔ)藏及機(jī)械通風(fēng)過程的溫度水分變化規(guī)律進(jìn)行了研究，同時(shí)探索了垂直通風(fēng)與水平通風(fēng)的效果對比。張淑紅[23]以“U”形地槽平房倉作為模型對機(jī)械通風(fēng)降溫效果進(jìn)行模擬研究，取得與實(shí)倉相符合的結(jié)果，對進(jìn)一步改進(jìn)平房倉機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)有重要意義。

綜上所述，利用數(shù)值模擬的辦法探究糧堆內(nèi)部熱濕傳遞規(guī)律，是切實(shí)可行的。通過國內(nèi)外對糧堆內(nèi)部熱濕耦合規(guī)律的研究成果，為研究糧堆的結(jié)露現(xiàn)象提供了可用的預(yù)警模型，為分析及預(yù)測糧食儲(chǔ)藏規(guī)律與優(yōu)化儲(chǔ)藏工藝提供了工具。雖然糧堆儲(chǔ)存過程中的傳熱傳質(zhì)機(jī)理取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，但是在對一個(gè)儲(chǔ)糧周期內(nèi)的模擬研究還比較少。

1.3 機(jī)械制冷控溫技術(shù)

1.3.1 空調(diào)控溫技術(shù) 空調(diào)控溫技術(shù)是將糧倉上部空間空氣通過空調(diào)機(jī)進(jìn)行制冷，然后再通入糧倉，達(dá)到降低糧倉上部溫度的目的。糧倉上部的空氣再與糧堆進(jìn)行換熱，進(jìn)一步使糧堆溫度由表層到底層逐次降低，最后使糧堆處于低溫狀態(tài)，達(dá)到低溫儲(chǔ)糧的目的。家用空調(diào)或工業(yè)用空調(diào)對糧倉進(jìn)行降溫容易導(dǎo)致以下問題：不防塵防爆、不耐腐蝕，降水明顯等[24]，近年來都使用專用空調(diào)來解決上述問題。單獨(dú)使用空調(diào)對糧倉進(jìn)行降溫，會(huì)導(dǎo)致能耗大、容易結(jié)露，采用內(nèi)環(huán)流與空調(diào)控溫結(jié)合的技術(shù)，能夠有效減少空調(diào)開啟時(shí)間，而且比單獨(dú)使用空調(diào)減少62%的能耗，同時(shí)能夠有效避免糧溫過高，結(jié)露現(xiàn)象[25]。研究空調(diào)控溫與其他通風(fēng)技術(shù)結(jié)合，對提高儲(chǔ)糧安全，達(dá)到科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的目的具有重大意義。

1.3.2 谷物冷卻機(jī)控溫技術(shù) 谷冷機(jī)控溫技術(shù)是利用可調(diào)節(jié)出風(fēng)溫度與濕度的谷冷機(jī)，將滿足儲(chǔ)糧需要的溫度、濕度的空氣輸送到糧堆中。通過與糧堆進(jìn)行熱濕交換，達(dá)到低溫儲(chǔ)糧，保水降溫的目的。另外谷冷機(jī)能夠控制送風(fēng)溫濕度，可以不受環(huán)境影響，達(dá)到使糧溫下降的目的，同時(shí)糧堆的水分損失較普通通風(fēng)少[26]。我國幅員遼闊，氣溫差別明顯，北方部分地區(qū)高溫天氣維持時(shí)間短，導(dǎo)致谷冷機(jī)的需求不強(qiáng)烈；南方高溫天氣持續(xù)時(shí)間長，谷冷機(jī)作業(yè)時(shí)間長、使用頻繁，能耗過高，李杰[27]研究了谷冷機(jī)與空調(diào)制冷控溫成本，發(fā)現(xiàn)谷冷機(jī)制冷成本高于空調(diào)制冷。其主要原因是糧堆是熱的不良導(dǎo)體，糧堆表層溫度超過安全溫度，而糧堆內(nèi)部依然保持低溫狀態(tài)，利用空調(diào)控溫僅需要對表層糧堆降溫，故能耗低。張淑珍[28]根據(jù)以往谷冷機(jī)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出合理配置谷冷機(jī)、合理計(jì)劃儲(chǔ)糧溫度、充分利用糧堆蓄熱特性、合理規(guī)劃通風(fēng)時(shí)機(jī)、分段冷卻通風(fēng)和科學(xué)制定通風(fēng)參數(shù)六個(gè)方面來降低谷冷機(jī)作業(yè)的能耗。另外，也可以利用內(nèi)環(huán)流通風(fēng)技術(shù)與谷冷機(jī)控溫技術(shù)相結(jié)合的方法，優(yōu)化谷冷工藝，在一次作業(yè)期間噸糧電耗能夠減少46%[29]。通過結(jié)合不同區(qū)域的氣候特點(diǎn)，科學(xué)合理利用谷冷機(jī)，實(shí)現(xiàn)控溫保水的要求下，減少能耗。

1.3.3 其它制冷控溫技術(shù) 熱泵技術(shù)與太陽能制冷控溫技術(shù)是新型控溫技術(shù)，綠色環(huán)保，對環(huán)境沒有污染，符合綠色生態(tài)、節(jié)能低碳的要求，雖然技術(shù)門檻高，使用成本大，但隨著技術(shù)發(fā)展，在糧倉制冷控溫應(yīng)用前景良好。

2 糧倉的保溫隔熱技術(shù)

當(dāng)外界溫度高于糧堆溫度時(shí)，熱量將通過倉頂、倉壁等傳進(jìn)糧堆，由于糧倉的密封性較好，無法及時(shí)將外部傳入的熱量排出倉外，導(dǎo)致熱量堆積在糧堆表層及近壁面，從而形成“熱皮”現(xiàn)象。高大平房倉糧堆“熱皮”主要來源于倉頂、倉墻四周和門窗，其中以倉頂輻射熱量最多，約占70%[30]。王薇[31]對淺圓倉進(jìn)行實(shí)測也發(fā)現(xiàn)70%左右的熱量是由倉頂傳入。

由此可見，解決好倉體的隔熱問題是糧倉保溫隔熱的關(guān)鍵。袁育芬[32]通過熱平衡計(jì)算的方法，提出不同糧區(qū)采用的糧倉保溫隔熱方法。《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》[33]對糧倉隔熱性能在不同區(qū)域范圍提出了相關(guān)要求，具體措施如表2所示。

表2 不同區(qū)域糧倉保溫隔熱方法

在對糧倉圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱的條件下，還要進(jìn)一步對糧堆進(jìn)行保溫隔熱。對糧面一般采取覆膜和加隔熱板等壓蓋措施，減少熱量傳遞[41]。在建設(shè)糧倉選用隔熱措施的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)不同需求，按熱平衡計(jì)算結(jié)果，選用合適的保溫結(jié)構(gòu)和保溫材料，實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能儲(chǔ)糧的目的。

3 內(nèi)環(huán)流技術(shù)

由于在自然低溫儲(chǔ)藏過程中糧堆內(nèi)部存在冷心，可以使用內(nèi)環(huán)流技術(shù)，降低糧面溫度，減少糧堆溫度梯度，達(dá)到均溫保水作用。吳鎮(zhèn)等[42]通過對高大平房倉進(jìn)行內(nèi)環(huán)流控溫試驗(yàn)，在7～9月溫度超過25℃、糧堆內(nèi)部溫度梯度大于4℃或者水分梯度大于0.5%的情況下開啟內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：試驗(yàn)倉糧堆中下部溫度相比對照倉溫度高，而頂層溫度低于對照倉溫度。而且在氣溫逐漸上升的7月、8月試驗(yàn)倉仍能保持整體溫度低于對照倉，9月隨著氣溫轉(zhuǎn)涼，試驗(yàn)倉表層高溫區(qū)域溫度在15℃～20℃，對照倉由于沒有采用內(nèi)環(huán)流技術(shù)，無法利用中下層低溫冷源，表層溫度在20℃～30℃。故采用內(nèi)環(huán)流技術(shù)，可以徹底消除“冷心熱皮”現(xiàn)象，有效降低表層近壁側(cè)的溫度，保證低溫儲(chǔ)糧環(huán)境；另外，內(nèi)循環(huán)不會(huì)帶走糧堆內(nèi)部的水分，并且可以降低水分梯度，進(jìn)一步達(dá)到低溫儲(chǔ)糧、保質(zhì)保水目的。使用內(nèi)環(huán)流控溫技術(shù)可以降低制冷能耗，達(dá)到節(jié)能減排的作用[43]。但是內(nèi)環(huán)流技術(shù)在高溫天氣不能降低糧堆整體平均溫度，為了保證儲(chǔ)糧安全應(yīng)該在內(nèi)環(huán)流過程中進(jìn)行補(bǔ)冷作業(yè)，降低糧堆整體溫度，達(dá)到低溫儲(chǔ)糧要求。王遠(yuǎn)成等[30]將糧堆視為可吸濕性多孔介質(zhì)，基于局部熱平衡假設(shè)及谷物等溫吸附原理建立糧堆的熱濕耦合數(shù)學(xué)模型。研究了淺圓倉稻谷在自然對流狀態(tài)下，全年糧堆內(nèi)部熱量及水分變化情況。通過對糧堆內(nèi)部溫度變化規(guī)律的研究，選擇合適時(shí)機(jī)對糧堆進(jìn)行科學(xué)降溫補(bǔ)冷作業(yè)，最大化做到節(jié)能與安全儲(chǔ)糧。

4 糧食低溫儲(chǔ)藏技術(shù)總結(jié)與展望

低溫儲(chǔ)藏技術(shù)是多種控溫措施集成的一種儲(chǔ)糧技術(shù)，主要是利用多種控溫措施將糧堆溫度保持在安全儲(chǔ)糧溫度之下，從而延長糧食保質(zhì)期，減少儲(chǔ)糧損失；同時(shí)減少化學(xué)藥劑的對糧食本身的污染，保證食品安全，是綠色的儲(chǔ)存技術(shù)。目前，全國各個(gè)地區(qū)針對各自環(huán)境特點(diǎn)，開展各具特色的儲(chǔ)糧方式，取得了很好的儲(chǔ)糧效果。然而在實(shí)際生產(chǎn)中還有一些問題待優(yōu)化：在倉房的結(jié)構(gòu)方面，為了增加保冷隔熱效果，大都是從建筑材料上進(jìn)行改進(jìn)，如墻體采用空心磚及氣磚隔熱層、墻壁鋪貼保溫隔熱涂層、倉頂鋪設(shè)反光材料，缺乏對這些措施實(shí)際參數(shù)的研究，特別是對改造后的傳熱系數(shù)等重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證。應(yīng)該對保溫材料及其施工工藝進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化操作。在倉房改造過程中，氣密性仍然是需重點(diǎn)關(guān)注的問題，糧倉依然存在漏氣問題，尤其是還未進(jìn)行改造的舊糧倉。即使是新建糧倉，其氣密性也會(huì)隨著時(shí)間慢慢下降，所以要定期對糧倉展開氣密性檢查。針對國家節(jié)能減排的要求，還可將太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能等可再生能源應(yīng)用于儲(chǔ)糧，進(jìn)一步提高儲(chǔ)糧經(jīng)濟(jì)性。尤其是對倉頂應(yīng)用太陽能制冷技術(shù)的研究，既可以為制冷提供能源，也可以減少太陽輻射對糧面的溫度傳遞，減少“熱皮”的范圍和高溫程度。

要進(jìn)一步對糧倉通風(fēng)制冷的基礎(chǔ)理論進(jìn)行研究。利用計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)建立更加精確的數(shù)學(xué)模型，然后對現(xiàn)有的通風(fēng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。目前儲(chǔ)糧傳熱傳質(zhì)機(jī)理研究正在逐步完善，現(xiàn)行的傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型基本上能夠準(zhǔn)確預(yù)測糧堆在通風(fēng)與自然儲(chǔ)藏狀態(tài)下的溫度濕度變化。但是大多數(shù)研究忽略了糧堆是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，糧食顆粒呼吸作用，病蟲害的生物作用，都會(huì)引起糧堆溫度變化，而溫度變化又會(huì)進(jìn)一步影響糧堆的儲(chǔ)藏安全。將整個(gè)糧堆看作多孔介質(zhì)，在模型當(dāng)中大多數(shù)都將多孔介質(zhì)孔隙率視為不變，在實(shí)際儲(chǔ)藏中，糧堆是含有雜質(zhì)的，在布料過程中，糧堆是不均勻的。這些都會(huì)導(dǎo)致孔隙率的改變，進(jìn)一步影響模型的精確度。在引入環(huán)境溫度作為邊界條件加入模型當(dāng)中，并沒有考慮到倉壁物理特性的影響，而直接利用倉壁外側(cè)溫度作為倉壁內(nèi)側(cè)溫度作為邊界條件。在未來的研究中，進(jìn)一步完善糧食儲(chǔ)藏過程中的數(shù)學(xué)模型，從糧堆的生物特性和物理特性進(jìn)行研究，各參數(shù)設(shè)置對模型精確度影響開展實(shí)驗(yàn)并找到最適值。

針對糧倉進(jìn)行智能化控制，降低勞動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到實(shí)時(shí)迅速控制儲(chǔ)糧安全，要從生物、機(jī)械通風(fēng)原理、檢測設(shè)備和編程四個(gè)方向共同研究。合理控制糧堆溫度濕度以及調(diào)控糧堆生態(tài)系統(tǒng)，以求達(dá)到延長糧食保質(zhì)期和降低能耗的目的。加大對糧情控制系統(tǒng)的投入，引進(jìn)云平臺(tái)，對糧倉進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)管，能夠?qū)Z情變化做到自動(dòng)控制?？梢詫⒓Z情實(shí)時(shí)匯總到國家主管單位，主管單位能夠?qū)θ珖Z庫進(jìn)行線上核查，線上監(jiān)督，對糧食儲(chǔ)存依照實(shí)時(shí)反饋的信息予以指導(dǎo)。